JP2811751B2 - 対称型広角レンズ系 - Google Patents
対称型広角レンズ系Info
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Landscapes
- Projection-Type Copiers In General (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、全面露光型複写機に使用されコンパクト
な完全対称型の広角レンズ系に関する。
な完全対称型の広角レンズ系に関する。
［従来の技術］ 一般に用いられている複写用装置の露光方法は、スリ
ット走査型と全面露光型に大別される。前者はスリット
の走査方向に対しての画角は小さくて済み、また、走査
ミラーによる折り曲げも長尺のミラーを用いることがで
きるために容易である。このため、原稿面から感光体露
光面までの共役距離を比較的に大きくとれる利点があ
り、複写レンズ系も極端に広画角のものを必要としな
い。一方、このスリット走査型の欠点としては、走査部
を有するため複写速度に自ずと限界がある。
ット走査型と全面露光型に大別される。前者はスリット
の走査方向に対しての画角は小さくて済み、また、走査
ミラーによる折り曲げも長尺のミラーを用いることがで
きるために容易である。このため、原稿面から感光体露
光面までの共役距離を比較的に大きくとれる利点があ
り、複写レンズ系も極端に広画角のものを必要としな
い。一方、このスリット走査型の欠点としては、走査部
を有するため複写速度に自ずと限界がある。
これに対して、全面露光型の複写装置は走査移動機構
をもたないため、複写速度を前者よりも高速にすること
が可能であるが、２次元的に原稿を投影するため、折り
曲げミラー等を配置するものではかえって複写装置全系
の大型化を招き、コストアップに繋がってしまう。
をもたないため、複写速度を前者よりも高速にすること
が可能であるが、２次元的に原稿を投影するため、折り
曲げミラー等を配置するものではかえって複写装置全系
の大型化を招き、コストアップに繋がってしまう。
［発明が解決しようとする課題］ 従来、超広角レンズ系としては、航空写真用レンズや
製版カメラ用レンズが知られているが、これらのレンズ
は縮少投影用レンズ系であり、レンズ系全長が焦点距離
に比べ非常に大きいものである。また、特開昭62−4931
2号および特開昭62−47614号公報のものは、画角２ω＝
83゜と超広角レンズ系であるが、両側の第１レンズおよ
び第８レンズはいずれも正レンズで構成されており、レ
ンズ系自体コンパクトな構成とはなっていない。
製版カメラ用レンズが知られているが、これらのレンズ
は縮少投影用レンズ系であり、レンズ系全長が焦点距離
に比べ非常に大きいものである。また、特開昭62−4931
2号および特開昭62−47614号公報のものは、画角２ω＝
83゜と超広角レンズ系であるが、両側の第１レンズおよ
び第８レンズはいずれも正レンズで構成されており、レ
ンズ系自体コンパクトな構成とはなっていない。
この発明は、このような点に鑑みてなされたもので、
高画角なレンズ系でありながら明るく、しかも、レンズ
全長と全系の焦点距離の比が短くてコンパクトであり、
かつ、８枚の構成レンズ中正レンズと負レンズの４枚の
レンズをプラスチックレンズとすることにより軽量化と
低廉化を図り、温度変化による像点移動も補正し、画面
全体に亘り良好な投影機能を有する全面露光型の複写装
置用レンズ系を提供することを目的とする。
高画角なレンズ系でありながら明るく、しかも、レンズ
全長と全系の焦点距離の比が短くてコンパクトであり、
かつ、８枚の構成レンズ中正レンズと負レンズの４枚の
レンズをプラスチックレンズとすることにより軽量化と
低廉化を図り、温度変化による像点移動も補正し、画面
全体に亘り良好な投影機能を有する全面露光型の複写装
置用レンズ系を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段および作用］ この発明では、物体側より第１負レンズの第１レンズ
群、物体側に凸面を向けた第２正メニスカスレンズと像
側に凹面を向けた第３負メニスカスレンズよりなる第２
レンズ群、物体側に凸面を向けた第４正メニスカスレン
ズの第３のレンズ群、絞り、以下この絞りに関して第３
レンズ群と対称な第５正メニスカスレンズの第４レンズ
群、同様に絞りに関して第２レンズ群と対称なレンズ群
よりなる第５レンズ群および同様に絞りに関して第１レ
ンズ群と対称な第６レンズ群とより構成され、第１レン
ズ群と第６レンズ群，第３レンズ群と第４レンズ群とが
合成樹脂により形成されている。この複写用レンズ系
は、画角２ω＝86゜と超広画角でありながらF/10.0と明
るく、しかもレンズ全長と全系の焦点距離の比が0.34程
度と極めてコンパクトになり、８枚のレンズ中４枚が合
成樹脂のレンズであるため軽量で、温度変化に対しても
像点の移動がなく、画面全体に亘り良好な画像特性の広
角レンズ系とすることができる。
群、物体側に凸面を向けた第２正メニスカスレンズと像
側に凹面を向けた第３負メニスカスレンズよりなる第２
レンズ群、物体側に凸面を向けた第４正メニスカスレン
ズの第３のレンズ群、絞り、以下この絞りに関して第３
レンズ群と対称な第５正メニスカスレンズの第４レンズ
群、同様に絞りに関して第２レンズ群と対称なレンズ群
よりなる第５レンズ群および同様に絞りに関して第１レ
ンズ群と対称な第６レンズ群とより構成され、第１レン
ズ群と第６レンズ群，第３レンズ群と第４レンズ群とが
合成樹脂により形成されている。この複写用レンズ系
は、画角２ω＝86゜と超広画角でありながらF/10.0と明
るく、しかもレンズ全長と全系の焦点距離の比が0.34程
度と極めてコンパクトになり、８枚のレンズ中４枚が合
成樹脂のレンズであるため軽量で、温度変化に対しても
像点の移動がなく、画面全体に亘り良好な画像特性の広
角レンズ系とすることができる。
［実 施 例］ 以下、図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。
全面露光型の複写装置は、走査移動機構をもたないた
め、複写速度を走査型の複写装置に比べ高速にすること
ができるが、２次元的に原稿を投影するため折り曲げミ
ラー等の配置がかえって複写装置全系の大型化およびコ
ストアップ等を招くことになる。このため、折り曲げミ
ラーを介さずに第５図に示すように原稿台ガラス板２上
の原稿１の像を投影レンズ系４で、例えばベルト感光体
３上に投影するように構成する。
全面露光型の複写装置は、走査移動機構をもたないた
め、複写速度を走査型の複写装置に比べ高速にすること
ができるが、２次元的に原稿を投影するため折り曲げミ
ラー等の配置がかえって複写装置全系の大型化およびコ
ストアップ等を招くことになる。このため、折り曲げミ
ラーを介さずに第５図に示すように原稿台ガラス板２上
の原稿１の像を投影レンズ系４で、例えばベルト感光体
３上に投影するように構成する。
このような投影レンズ系１の拡大側に負レンズを配置
したときの作用を先ず説明する。全系の近軸配置を示す
第６図において、この発明のレンズ系は絞り５に関して
完全対称であり、最大物体長をｙ（＜０），前側主平面
Ｈから物体面（原稿面）１までの距離をＳ（＜０）とす
ると、レンズ系に入射する最大画角の主光線の換算傾角
α０は となる。
したときの作用を先ず説明する。全系の近軸配置を示す
第６図において、この発明のレンズ系は絞り５に関して
完全対称であり、最大物体長をｙ（＜０），前側主平面
Ｈから物体面（原稿面）１までの距離をＳ（＜０）とす
ると、レンズ系に入射する最大画角の主光線の換算傾角
α０は となる。
この発明の第１負レンズをＡレンズ群，第２正レン
ズ，第３負レンズおよび第４正レンズを合せてＢレンズ
群と考えると、第７図に示すように絞りに関して対称な
負，正，正，負の４群構成となる。Ａレンズ群の屈折力
（焦点距離の逆数）をψA,Bレンズ群の屈折力をψB,Aレ
ンズ群とＢレンズ群の薄肉換算面間隔をｅとし、最大画
角の主光線を入射光線として近軸追跡を行なうと、Ｂレ
ンズ群に入射する光線の換算傾角α１はＡレンズ群への
入射高さを１として α１＝α０−ψＡ となり、ψＡ＜０であるから α１−α０＝−ψＡ（＞０） となり、Ｂレンズ群に入射する換算傾角の絶対値は小さ
くなる。したがって、Ｂレンズ群と絞りに関してＢレン
ズ群の対称なＢ′レンズ群を合せた対称型レンズ群に対
しては、小さい画角で設計することが可能となる。これ
を別の見方をすれば、Ｂレンズ群に対しての物点および
Ｂ′レンズ群に対しての像点が遠ざかり、同じ物体長ｙ
に対して共役長Ｌを仮想的に大きくとれることになり、
収差補正上非常に有利な条件を作り出すことができる。
ズ，第３負レンズおよび第４正レンズを合せてＢレンズ
群と考えると、第７図に示すように絞りに関して対称な
負，正，正，負の４群構成となる。Ａレンズ群の屈折力
（焦点距離の逆数）をψA,Bレンズ群の屈折力をψB,Aレ
ンズ群とＢレンズ群の薄肉換算面間隔をｅとし、最大画
角の主光線を入射光線として近軸追跡を行なうと、Ｂレ
ンズ群に入射する光線の換算傾角α１はＡレンズ群への
入射高さを１として α１＝α０−ψＡ となり、ψＡ＜０であるから α１−α０＝−ψＡ（＞０） となり、Ｂレンズ群に入射する換算傾角の絶対値は小さ
くなる。したがって、Ｂレンズ群と絞りに関してＢレン
ズ群の対称なＢ′レンズ群を合せた対称型レンズ群に対
しては、小さい画角で設計することが可能となる。これ
を別の見方をすれば、Ｂレンズ群に対しての物点および
Ｂ′レンズ群に対しての像点が遠ざかり、同じ物体長ｙ
に対して共役長Ｌを仮想的に大きくとれることになり、
収差補正上非常に有利な条件を作り出すことができる。
この発明の複写用レンズ系は、物体側より順に第１負
レンズの第１レンズ群，物体側に凸面を向けた第２正メ
ニスカスレンズと像側に凹面を向けた第３負メニスカス
レンズよりなる第２レンズ群、物体側に凸面を向けた第
４正メニスカスレンズの第３レンズ群、絞りＳ、以下こ
の絞りＳに関して第３レンズ群と対称な第５正メニスカ
スレンズの第４レンズ群、同様に絞りＳに関して第２レ
ンズ群と対称なレンズ群よりなる第５レンズ群、および
同様に絞りＳに関して第１レンズ群と対称な第６レンズ
群とより構成され、第２正メニスカスレンズの絞りＳ側
の面の曲率半径をr4,第３負メニスカスレンズの物体側
の曲率半径をr5が r4≧r5 … の条件式を満足することを特徴とする。
レンズの第１レンズ群，物体側に凸面を向けた第２正メ
ニスカスレンズと像側に凹面を向けた第３負メニスカス
レンズよりなる第２レンズ群、物体側に凸面を向けた第
４正メニスカスレンズの第３レンズ群、絞りＳ、以下こ
の絞りＳに関して第３レンズ群と対称な第５正メニスカ
スレンズの第４レンズ群、同様に絞りＳに関して第２レ
ンズ群と対称なレンズ群よりなる第５レンズ群、および
同様に絞りＳに関して第１レンズ群と対称な第６レンズ
群とより構成され、第２正メニスカスレンズの絞りＳ側
の面の曲率半径をr4,第３負メニスカスレンズの物体側
の曲率半径をr5が r4≧r5 … の条件式を満足することを特徴とする。
中央部のＢレンズ群,B′レンズ群は、オルソメタータ
イプの変型タイプである。これらのＢレンズ群,B′レン
ズ群に対しても比較的に広角にするため、絞りに対して
いずれもコンセントリックな形状にするととともに、上
記式の条件とすることにより軸外収差の補正を容易に
構成するようにしている。
イプの変型タイプである。これらのＢレンズ群,B′レン
ズ群に対しても比較的に広角にするため、絞りに対して
いずれもコンセントリックな形状にするととともに、上
記式の条件とすることにより軸外収差の補正を容易に
構成するようにしている。
また、第３負メニスカスレンズの絞りＳ側の面r6を強
い凹面とすることによりペッバール和を減少させ、広画
角において補正が困難である非点隔差の補正を容易にす
るとともに、まだ第２レンズの物体側の面であるr3の面
でアンダー方向に発生した球面収差を有効に補正するよ
うにしている。
い凹面とすることによりペッバール和を減少させ、広画
角において補正が困難である非点隔差の補正を容易にす
るとともに、まだ第２レンズの物体側の面であるr3の面
でアンダー方向に発生した球面収差を有効に補正するよ
うにしている。
さらに、この発明では、合成樹脂に特有な温度変化に
よる像点移動を第1,第６レンズ群を、例えばポリカーボ
ネートなどの樹脂の負レンズとし，第3,第４レンズ群
を、例えばアクリルなどの合成樹脂からなる正レンズと
により構成し、それぞれのレンズ素子の持つ焦点距離の
変動をトータルとして補償している。ポリカーボネート
とアクリル樹脂の線膨張係数および屈折率変動係数は同
レベルであるから、第１レベル群の焦点距離f1と第３レ
ンズ群の焦点距離f4の比を下記の範囲にとることが必要
となる。
よる像点移動を第1,第６レンズ群を、例えばポリカーボ
ネートなどの樹脂の負レンズとし，第3,第４レンズ群
を、例えばアクリルなどの合成樹脂からなる正レンズと
により構成し、それぞれのレンズ素子の持つ焦点距離の
変動をトータルとして補償している。ポリカーボネート
とアクリル樹脂の線膨張係数および屈折率変動係数は同
レベルであるから、第１レベル群の焦点距離f1と第３レ
ンズ群の焦点距離f4の比を下記の範囲にとることが必要
となる。
−1.60＜f1/f4＜−0.95 … 上記式の上限値および下限値を外れると、いずれも
雰囲気温度20℃を基準温度として、±10℃の温度変化に
対して0.20mm以上の像点移動を生ずることとなり実用上
使用に絶えない。
雰囲気温度20℃を基準温度として、±10℃の温度変化に
対して0.20mm以上の像点移動を生ずることとなり実用上
使用に絶えない。
さらに、この発明では、次の条件式を満足する必要
がある。
がある。
1.0＜r3/r6＜1.5 … 上記式は、軸外非点隔差の補正を適切に行なうため
の条件式で、特に非点隔差のメリディオナルの補正に有
効に寄与するための条件である。上記条件式の上限値を
越えると、軸外のコマ収差の補正が困難になってしま
う。また、下限値を越えると、メリディオナルの像面湾
曲が補正過剰となり、非点隔差が増大して、像面性、描
画の均一性の劣化を招くことになる。
の条件式で、特に非点隔差のメリディオナルの補正に有
効に寄与するための条件である。上記条件式の上限値を
越えると、軸外のコマ収差の補正が困難になってしま
う。また、下限値を越えると、メリディオナルの像面湾
曲が補正過剰となり、非点隔差が増大して、像面性、描
画の均一性の劣化を招くことになる。
さらに、この発明では、 N2−N3＞0.05 … ν２−ν３＞6.0 … の条件式を満足させる。上記条件式はペッバール和を
小さくして、像面の平坦さを実現させるための条件であ
る。
小さくして、像面の平坦さを実現させるための条件であ
る。
また、上記条件式は、軸上色収差の補正のための条
件式であり、この条件を満足させることにより軸上色収
差の補正が容易となる。
件式であり、この条件を満足させることにより軸上色収
差の補正が容易となる。
さらに、第１レンズ群，第６レンズ群の対称的な少く
とも２面が、回転対称な非球面形状を与えることで、非
点隔差をさらに有効に補正し得る。
とも２面が、回転対称な非球面形状を与えることで、非
点隔差をさらに有効に補正し得る。
以下、これらの各条件式を満す具体的な複写用対称型
広角レンズ系の第１実施例および第２実施例を第１表お
よび第２表に示し、実施例２の非球面係数を第３表に示
す。また、それぞれに対応するレンズ系の構成を第１
図，第３図を示す。また、それぞれの収差曲線図を第２
図，第４図に対応させて示している。なお、上記各表に
おいて、曲率半径，軸上面間隔，材料のｄ線の屈折率お
よびアッベ数の各面でのそれぞれの数値を示している。
広角レンズ系の第１実施例および第２実施例を第１表お
よび第２表に示し、実施例２の非球面係数を第３表に示
す。また、それぞれに対応するレンズ系の構成を第１
図，第３図を示す。また、それぞれの収差曲線図を第２
図，第４図に対応させて示している。なお、上記各表に
おいて、曲率半径，軸上面間隔，材料のｄ線の屈折率お
よびアッベ数の各面でのそれぞれの数値を示している。
さらに、第１実施例，第２実施例の上記条件式の数値
を第４表に纏めて示す。
を第４表に纏めて示す。
［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明の対称型広角レンズ系
は、高画角なレンズ系とすることで複写装置全体を小型
化できる。また、超広角のレンズ系でありながら、レン
ズ全長と全系の焦点距離の比が小さくコンパクトで、８
枚中４枚が合成樹脂のレンズであり、軽量で温度変化に
対しても像点移動が少なく、かつ、画面全体に亘り良好
な画像性能を実現することができた。
は、高画角なレンズ系とすることで複写装置全体を小型
化できる。また、超広角のレンズ系でありながら、レン
ズ全長と全系の焦点距離の比が小さくコンパクトで、８
枚中４枚が合成樹脂のレンズであり、軽量で温度変化に
対しても像点移動が少なく、かつ、画面全体に亘り良好
な画像性能を実現することができた。
第１図は、本発明の実施例１の複写用レンズ系の構成を
示す断面図、 第２図は、上記第１図のレンズ系の収差曲線図、 第３図は、本発明の実施例２の複写用レンズ系の構成を
示す断面図、 第４図は、上記第３図のレンズ系の収差曲線図、 第５図は、本発明のレンズ系が使用される複写装置の露
光系の構成図、 第６図は、上記第５図に示すレンズ系の近軸配置図、 第７図は、全系を４群構成としたときの軸外主光線の説
明図である。
示す断面図、 第２図は、上記第１図のレンズ系の収差曲線図、 第３図は、本発明の実施例２の複写用レンズ系の構成を
示す断面図、 第４図は、上記第３図のレンズ系の収差曲線図、 第５図は、本発明のレンズ系が使用される複写装置の露
光系の構成図、 第６図は、上記第５図に示すレンズ系の近軸配置図、 第７図は、全系を４群構成としたときの軸外主光線の説
明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04
Claims (4)
- 【請求項１】物体側より第１負レンズの第１レンズ群、
物体側に凸面を向けた第２正メニスカスレンズと像側に
凹側を向けた第３負メニスカスレンズよりなる第２レン
ズ群、物体側に凸面を向けた第４正メニスカスレンズの
第３レンズ群、絞り、以下絞りに関して第３レンズ群と
対称な第５正メニスカスレンズの第４レンズ群、同様に
絞りに関して第２レンズ群と対称な第６負メニスカスレ
ンズと第７正メニスカスレンズよりなる第５レンズ群、
同様に絞りに関し第１レンズ群と対称な第８負レンズの
第６レンズ群より構成され、 第１レンズ群，第６レンズ，第３レンズ群，第４レンズ
群のレンズが合成樹脂で形成されるとともに、 以下の条件式を満足することを特徴とする対称型広角
レンズ系； −1.60＜f1/f4＜−0.95 … ただし、 f1:第１負レンズの焦点距離 f4:第４正メニスカスレンズの焦点距離 である。 - 【請求項２】第１レンズ群，第６レンズ群および第３レ
ンズ群，第４レンズ群とが温度変化による像点位置変化
を相互に補償するように構成したことを特徴とする請求
項１記載の対称型広角レンズ系。 - 【請求項３】第１レンズ群および第６レンズ群の対称的
な少なくとも２面が、回転対称な非球面形状を有するこ
とを特徴とする請求項１記載の対称型広角レンズ系。 - 【請求項４】次の条件式，およびを満足すること
を特徴とする請求項１ないし請求項３記載の対称型広角
レンズ系； 1.0＜r3/r6＜1.5 … N2−N3＞0.05 … ν２−ν３＞6.0 … ただし、 r3:第２レンズ群の正レンズの物体側の面の曲率半径 r6:第２レンズ群の負レンズの絞り側の面の曲率半径 N2:第２正レンズの材料のｄ線での屈折率 N3:第３負レンズの材料のｄ線での屈折率 ν2:第２正レンズの材料のアッベ数 ν3:第３負レンズの材料のアッベ数 である。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1143533A JP2811751B2 (ja) | 1989-06-06 | 1989-06-06 | 対称型広角レンズ系 |
| US07/436,317 US4981344A (en) | 1988-11-14 | 1989-11-13 | Wide angle lens system for use in copying machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1143533A JP2811751B2 (ja) | 1989-06-06 | 1989-06-06 | 対称型広角レンズ系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH039315A JPH039315A (ja) | 1991-01-17 |
| JP2811751B2 true JP2811751B2 (ja) | 1998-10-15 |
Family
ID=15340958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1143533A Expired - Lifetime JP2811751B2 (ja) | 1988-11-14 | 1989-06-06 | 対称型広角レンズ系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2811751B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5767909A (en) * | 1980-10-15 | 1982-04-24 | Canon Inc | Variable magnification optical system |
| JPH077145B2 (ja) * | 1985-11-22 | 1995-01-30 | ミノルタ株式会社 | 有限共役距離における変倍光学系 |
| JPH0727114B2 (ja) * | 1986-12-11 | 1995-03-29 | 富士写真光機株式会社 | 温度補償を施した対物レンズ系 |
-
1989
- 1989-06-06 JP JP1143533A patent/JP2811751B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH039315A (ja) | 1991-01-17 |
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